JPS60171106A - 新規な混合，混練機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は性能の優れた新規な混合、混練機に関す・るも
のである。

近年、省資源、公害防止が叫ばれ、廃棄プラスチックや
製材時に生じる木粉、あるいはスラッジ等の有機、無機
粉粒物等廃棄物の有効利用が望まれている中で、上記有
機、無機粉粒物を廃プラスチックの充填材として混入、
建材等に用いることが研究されている。このとき多量の
充填材の混入を可能にするために充填材を高温に予熱す
る方法を本発明者等は先に提案しており（特公昭５０−
１７２１４号、同５０−１７２１５号、同５２−８８．
５・７号、同５２−３９０６０号公報参照）、この方法
において廃プラスチックと充填材の混合、混練は押出機
、ロールまたはニーダ等の混線装置を用いて行っていた
が、混合、混線が十分でなく均一分散が為されずシまた
原料投入から生成物取出しまでの混合、混練時間が数分
と長く、また前記のように多量の充填材の配合物を混練
する場合、特に押出機では焼肴を生じ装置が動かなくな
って混線不能になってしまうという欠点があった。そし
て従来から固形物同志の混合に用いられているバンバリ
ーミキサ−、ヘンシェルミキサーや二軸押出機のような
押祖機を応用した連続混線も試みてみたが、さほどの効
果があがらず、また一般的にいっても固形物同志の混合
において分散の均一性を計ることは非常に難かしいもの
であった。

本発明者等は固形物同志の混合、特に高温に予熱した充
填材と廃プラスチックとの混合を効果的に行い得る装置
を提供すべく研究を重ね、溝を表面に有する円板２個を
重ね合わせ、該円板間に原料を投入、２個の円板のいず
れか一方あるいは両者を回転させ、ぜん断力を利用して
混合、混練する装置を先に提案したが（特願昭５８−１
０２７１５号）、更に研究を重ねた結果、２個の円板の
表面、即ち重ね合わせ面を波形、曲率をもった凹凸のよ
うな曲面や通常の凹凸のような角面といった非平面とす
ることによって混線効果を高めたり、生成物の排出を早
めることができること、又そのとき円板以外に多、角形
板を用いても同様の効果が得られることを見出し、本発
明に到達したものである。

すなわち本発明は表面ｉｌ：溝を設けた２個の板状物を
該表面同志が向い合うように重ね合わせたものからなり
、重ね合せた′２個の板状物間に通ずる原料投入口を有
し、２個の板状物の少なくとも一方を回転可能にしてな
る、混合、混線機において、上記２個の板状物の表面が
平面でないことを特徴とする混合、混線機に関するもの
である。

本発明の混合、混線機において、板状物の表面、即ち重
ね合わせ面は第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、
（８）、（ｆ）、（ｇ）に示すように。

２個の板状物が互いに嵌合し合う形として、波形や、山
形、板状物の外周付近に曲面や角面のような屈曲を設け
たもの等、平面でないものが用いられ、これによって板
状物の表面積を大きくすることができ、混線の効果は大
となり、混練度が同程度なら平板の場合よりコンパクト
な装置となるし、板状物の外周部付近に屈曲を設けたも
のではその傾斜の向き及び程度等によって生成物の排出
速度を調節することができる。

本発明で２個の板状物は共に円板、或いは多角形板でも
よいし、一方が円板、他方が多角形板でもよく、その厚
さについては通常の板の範勢に属するもの以外側；も、
混合、混線の機能を果たすものであればどのような範囲
のものも選ぶことができる。

表面に設ける溝としては後述のように多数の溝を種々の
態様に設けたり、レコードの様に１本の溝を連続して設
けることもできる。２個の板状物の間には、特別の間隙
を設けてもよいし。

単に板状物の間に間隔を設けるだけでもよい。

本発明の混合、混練機について板状物として円板を用い
た場合を例に採り、添付の図面を用いて詳細に説明する
が多角形板の場合も同様のことがいえる。

第１図は本発明の混合、混線機の一例の一部切欠き側面
図で、１が上部円板、２が下部円板で、側円板は波形状
で、互いに嵌合しあう形となっており、３が溝、４が円
板間の一部に設けた間隙、５が原料投入口であり、４の
間隙は上部及び／または下部円板に設けることができ。

特に設けずに同円板間に存在する間隔で代用することも
できる。６は生成物取出し口、７はチェーン、８は円板
を回転するためのモーターである。原料投入口は複数で
もよい。生成物取出口は図の様に全周を開放にしても良
いし、外周部内側に生成物受は溝を設け、外周につらな
る１〜複数個の取出口を設けても良い。開放にした場合
は、生成物が出てくると、それが外周部に付着し易いた
め、外周の一部に止め板等を設けることにより一ケ所に
補集できる。或いは外周部の下方に冷却した受け皿を設
けて収集することもできる。また更には取出口を中央部
１こ設け、下方にスクリュー等により取り出すことも可
能である。また上記生成物取出機端は１例えば押出成形
機、射出成形機等に混練生成物を供給するためのものと
して、該混合、混線様に接続してホッパー口を設け、生
成物を収集取出す等、適宜変換することができる。なお
、ここでは円板は上部を固定し下部を回転させているが
、上下共、各々反対方向に回転させてもよい。以下の図
で同じ番号は同じ部分を示す。

第２図は本発明装置における板状物の表面形状の一例を
示す断面図であり、（ａ）は波形。

（ｂ）は波形で山と谷が角−に外っているもの、（ｅ）
は板状物の外周付近に曲面の屈曲がある場合の、（ｄ）
は板状物の外周付近に角面の屈曲がある場合の、更に（
ｅ）はなだらかな山形、（ｆ）はっ−ッ状、（ｇ）は富
士山形。断面図、あ暮。

これらの形状及び組合せは適宜に変えることができるこ
とは言うまでもない。

第３図は板状物の表面方向からの平面図であり、（ａ）
が上部円板１、（ｂ）が下部円板２に関するものである
。両円板の溝は（、）、（ｂ）のごとく設けてあり１両
表面が向い合うように重ね合せられるため、溝同志は常
に交差する形となって円板回転時に溝同志がはさみの役
をするようになり、せん断力が得られるようになってい
る。

溝の設は方としては第４図に示すように、（ａ）表面を
分割せず全面に一様に溝を設ける方法、（ｂ）同じく表
面を分割せず放射状に溝を設ける方法（放、封状の中心
位置は円板の中心から外れることもできる）や図示しな
いが同じくレコードの溝様のものを全体に設ける方法、
（Ｃ）　３分割、（ｄ）４分割、（ｅ）６分割、（ｆ）
８分割のように表面を分割して各部分毎に溝の方向を変
える方法や、（ｇ）６分割と放射状との組合せや（ｈ）
外周部まで溝を設けない方法のような組合せのいずれも
採用することができ、両円板共、同じ溝形状としてもよ
いし、異なっていてもよい。この円板の溝形状を種々変
えたものについて混練性を検討した結果、６分割並びに
８分割のものが、そのせん断力の均一性、混線状態、混
線能率等から好ましいことが判明した６板状物の表面に
設ける溝の形状としては第５図に示すような断面形状の
もの等、どのようなものも用いることができる。溝の深
さ、１】、数、及び両板状物間隔は原料の量、種類、形
状等に応じて適宜法められるが、該板状物間隔は狭すぎ
ると原料の供給が悪く、また広すぎると原料が十分練れ
ずに出てくるため、０．２〜２ｍｍ位が適当である。但
し、原料性状あるいは供給能方向上等により面間隔は中
央部はど広く１周蓮部はど狭くなるように勾配をつける
ことも可能である。また上部板状物に原料投入口の他に
脱気孔を設けて原料等に含まれるガスや水分を抜き易く
することもできる６更に前記の如く原料を予熱したいよ
うなときは原料投入口を有する板状物のまわりにヒータ
ーベルト等を設けて加熱すればその目的が達せられる。

板状物自体は一枚物でもよいが、例えば６分割の場合に
は６等分したセグメントの組合せという形もとることが
でき、その場合には金属片等の異物のかみ込み等の不都
合を生じた際に、その部分のみの交換で済み補修が容易
である。又、溝は混線性能の向上のため内側程幅広く、
外周部に近づくにつれ狭くなるようにしても良いし、内
側の溝の数を外周部より増加しても良い。

本発明装置を用いて混練する原料は粉砕物状。

粉状、鱗片状、粒状の他、液状、紐状、繊維状、フィル
ム状等、投入口より投入可能な寸法であればどのような
形態でもよい、原料としては混合、混線、造粒を必要と
するほとんど全ての業種に適用できる１例を挙げると化
−学の分野ではプラスチックと他の配合剤や、マスター
バーフチ類の混練であり、廃棄物処理では農業用ポリエ
チレン、農業用塩化ビニルの処理（フィルムのまま、泥
、土等の付着筒）、漁網（蛎殻等付着可）等がある。化
学分野の中で前記の廃プラスチックと有機、無機充填材
ρ混合！；おいてはプラスチックは熱可塑性、熱硬化性
いずれでもよく、充填材としても樵々９ものが用いられ
る。

それらの例を挙げると熱可塑性樹脂としてはポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、
ＡＢＳ、ポリエステル、ポリアミド等汎用のものが、ま
た熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂、ポリエステル、
尿素樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等が用いら
れ、これらの廃棄物も用いることができる。また充填材
としては木粉、モミガラ等の有機粉粒物、スラッジ（重
油灰等）、スタッグ１石粉、タルク。

シリカ、カーボンブラック、ガラス粉末、その他通常の
無機充填材が用いられ、これらは各々単独または併用し
て用いられる。更に必要に応じて他の添加剤１例えば着
色剤、安定剤等を添加することもできる。

本発明の装置は混合、混線機として全く新規なものであ
り、また次のような効果を奏するものである。

１、上記従来の混合、混練機に比べ原料投入から混練物
が出てくるまでの時間が５〜３０秒と非常に短かいので
分解し易い原料、例えば塩化ビニル、塩素化ポリエチレ
ン、木粉等をも用いることができる等、非常に広い巾で
の材料の選択が可能である。

２、混合分散性が極めてよい。

３、内部にガスを含んだ原料でも原料投入口より脱気す
るため残留ガスのない混線物ができるまたホッパー（原
料投入口）とは別の場所にベントロを設けることにより
、より完全に脱気が可能である。また吸水性のあるもの
や水分を含んだものも同様の理由から用いることができ
る。

４、充填材を多量に混合する場合でも短時間で混練でき
、特に原料投入口を各原料毎に設けた場合スリップも少
なく効果的に混練できる。また後者の場合、前もっての
ブレンドの必要もなく直接原料を投入できる。充填材の
投入口は樹脂の投入口より少し外周に近い方が、溶けた
樹脂が充填材を上下より、いわばサンドイタチ状に取り
込んでいき食い込みが良く、少しのせん断力で容易に混
線できる理想に近い状態になるため好ましい。

５、従来の装置は混線と造粒とを別々の装置で行ってい
たが、本発明装置では生成物取出口を外周部に容易に設
けることができ、それに隣接してカッター刃をつけるだ
けで混線、造粒機となる。

６、投入口より投入しづらいものは投入口に押込み用の
シリンダー又はスクリュー等を取り付けることにより容
易に食い込ませることができる。

７、減容機としての展開も可能でフィルムや発泡製品の
処理ができる。

８、混練に必要な部分の面積が小さいため、処理能力に
比べ大変コンパクトな装置となり設置スペースが小さく
て済む。

９、板状物をいくつかのセグメントからなる形とした場
合、異物のかみ込み等の際の補修がその部分だけで済む
ので、補修が容易である。

１０、射出機、押出機等のホッパー口の上に本混線機を
設置することにより、混合、混練された材料の押出成形
、射出成形が可能であるが、従来の方式に比して溶融さ
れた原料を直接投入できるため、材料の可塑化に必要な
動力が不要であり、またヒーター等による昇温も不要で
あって、成形に必要な動力だけで済み、また圧縮比の小
さなスクリューでよく、■、／Ｄも小さくて済み、コン
パクトな成形機でよい。また本混棟装置が少し大型化し
てくると混練部分にかかるトルク等が大きくなり、装置
をしっかりと固定する必要があるが、その場合はフレー
ム粋の上部の板に溝をつけ、その下方に例えば非平面の
表面に溝のついた板状物を取り付けて行なうことも可能
である。

１１、第４図（ｇ）、（ｈ）の様に溝が外周まで直接つ
ながっていないものでは溝のない部分が堰となり〔図（
ｇ）の例では６分割の溝と放射状の溝との間１図（ｈ）
では外局部〕、この堰によって溶融温度の高い樹脂でも
練りが効き、また溶融しにくいもの、溶融しないもので
も堰によってつぶされ、固形のまま出てくることはない
。

更に図（ｇ）の例では中央部では練り、外周部では排出
と役割を分担でき、効果的な機械設計ができる。

１２、板状物の表面が平面でないので、平面の場合に比
し表面積が大となって混線効果が高まり、同程度の効果
の場合は装置がコンパクトになる。

１３、第２図（ａ）、（ｂ）、　（ｃ）、（ｄ）のよう
に板状物の周辺部が曲面あるいは角面で屈曲している場
合、生成物の排出速度を遅くしたり、早めたり調節でき
、混練度に応じ混線時間を選択できる。

次に例を挙げて本発明装置について更に詳しく説明する
。

例　１ 本発明装置および従来の混練機を用いて樹脂と充填材を
混練した結果を第１表に示す。

本発明装置としては、板状物としてその表面が同心円状
の波形である円板〔第２図（ａ）に相当〕を用いた。な
お山−山（谷−谷）の間隔は４０ｎＩ／ｎ＋、山−谷の
間隔は１２ｍ／＋ｎ、山又は谷の先端部は９Ｒである。

またこの円板の他の条件としては円板径２５０ｍ／ｍ、
上部円板厚さ１００ｍ／ｍ、下部円板厚さ５０ｍ／ｍ、
原料投入口径３０、溝は円板表面を６分割して各分割部
毎に１０本設け、溝巾４ｍ／ｍ、溝深さ２ＩＩｌ／Ｉ１
１のものを用いた。

混線原料はポリエチレン（パウダー）と木粉（８０メツ
シユ）である。

木粉は２００℃以上で炭化するため、温度管理ができ短
時間に連続的に混練できる装置が適当であるが、第１表
に示すように本発明装置が従来の混練機に比べ優れてい
ることが判る。

例　２ 本発明装置として、板状物表面が波形の円板［Ｎｏ、１
．第２図（ａ）に相当］、周辺部が角ぼって屈曲してい
る円板（Ｎｏ、２、第２図（ｄ）に相当）及び表面が平
面の円板を板状物として用いている以外は本発明装置と
軌を−にす−る装ｆＦｆ（Ｎｏ、３、特願昭５８−１０
２７６５号のものに相当〕を用いて、混練効果、生成物
排出速度を比較した結果を第２表に示す。ここで用いた
混線材料はポリプロピレンと炭酸カルシウム粉である。

な・お混練部は各々同じ円板径２５０ｍ＋／ｍ、分割数
６、溝本数１０、溝深さ２　ｍ／ｍ、溝巾４　ｍ／ｍの
半円状であ墨。円板Ｎｏ、１は例１と同じものであり、
円板ＮＯ１２は中央水平部分が１１０ｍ／ｍ、傾斜部分
が片側７０ｍ／ｍで、傾斜角２２°である。

第２表より曲面の場合には平面の時と同等以上の混線能
力をもつことが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一部切欠き側面図であり、第２図
（ａ）１．（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、
（ｇ）は本発明装置の板状物の表面の態様を示す断面図
であり、第３図は本発明装置における板状物表面の状態
を示す平面図で（ａ）は上部円板、（ｂ）は下部円板に
関する。図中、１．２は円板、３は溝、４は円板間の間
隙、５は原料投入口、６は生成物取出口である。第４図
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（
ｇ）、（ｈ）は板状物表面に設ける溝の態様を示す図で
あり、第５図は板状物表面に設ける溝の断面形状の態様
である。 代理人　大多和　明敏 代理人　大多和　鳴子 第１図 （ａ）　（ｂ）　（ｃ） 一つ （９） 第３図 （ａ）　’　（ｂ）　” 第４図 （ｇ）　（ｈ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面に溝を設けた２個の板状物を該表面同志が向い合う
   ように重ね合わせたものからなり、２個の板状物の表面
   間に通ずる原料投入口を有し、２個の板状物の少なくと
   も一方を回転可能にしてなる、混合、混線機において、
   上記２個の板状物の表面が平面でないことを特徴とする
   混合、混線機。